OSM → MATSim 変換後の network.xml を読むための実務向け説明

ebata

4日前

<attribute name="type" class="java.lang.String">residential</attribute> <attribute name="type" class="java.lang.String">primary</attribute> <attribute name="type" class="java.lang.String">tertiary</attribute> のアトリビュートの種類について説明をお願いします。
また、 <link id="203" from="1806698497" to="1806698523" length="159.5139984301562" freespeed="11.11111111111111" capacity="1000.0" permlanes="1.0" oneway="1" modes="car"> の各パラメータについても説明をお願いします。

以下、OSM → MATSim 変換後の network.xml を読むための実務向け説明として整理します。
定義論ではなく、「MATSim で何に使われ、どう効くか」を軸に書きます。

1. `<attribute name="type">` とは何か

<attribute name="type" class="java.lang.String">residential</attribute>
<attribute name="type" class="java.lang.String">primary</attribute>
<attribute name="type" class="java.lang.String">tertiary</attribute>

結論

これは OSM の highway=* タグを、そのまま MATSim の link attribute として持ち込んだものです。

MATSim 標準の OsmNetworkReader は、

OSM の highway タグ
→ MATSim link の attribute type

として保存します。

2. 各 type の意味（OSM 的・交通工学的）

以下は OSM の公式定義＋実務的な解釈です。

2.1 `residential`

住宅地内道路
生活道路
低速・低容量
交差点密度が高い

OSM 的には：

people live here

MATSim 的には：

freespeed が低め
capacity も控えめ
渋滞のボトルネックになりやすい

2.2 `tertiary`

地区幹線道路
住宅地と幹線をつなぐ役割
生活道路よりは速いが、主要幹線ではない

OSM 的には：

connects neighbourhoods

MATSim 的には：

中程度の freespeed
通過交通と生活交通が混在

2.3 `primary`

主要幹線道路
都市間・都市内の主要動脈
信号・交差点はあるが、通過交通向き

OSM 的には：

major roads between towns or important parts of a city

MATSim 的には：

freespeed が高い
capacity も高い
交通流を支配するリンクになりやすい

2.4 重要なポイント（研究用途的に）

この type は MATSim の挙動に直接は使われない
しかし：
- 後処理
- 可視化
- フィルタリング
- 分析（例：primary だけ抽出）

で 極めて重要

「MATSim が計算に使う値」ではなく
「人間が意味づけするための属性」

という位置づけです。

3. `<link ...>` 各パラメータの意味

対象：

<link id="203"
      from="1806698497"
      to="1806698523"
      length="159.5139984301562"
      freespeed="11.11111111111111"
      capacity="1000.0"
      permlanes="1.0"
      oneway="1"
      modes="car">

3.1 `id="203"`

MATSim が内部的に振った link ID
OSM の way ID ではない
識別子としてのみ使用

3.2 `from`, `to`

from="1806698497"
to="1806698523"

MATSim network の node ID
今回は OSM node ID と一致
有向リンク（from → to）

3.3 `length="159.51"`

リンク長 [m]
CRS 変換後の座標距離から計算
MATSim の移動時間・距離計算の基礎

重要：

現実の道路長と完全一致するとは限らない
曲線道路は直線近似されている

3.4 `freespeed="11.11111111111111"`

自由流速度 [m/s]
11.11 m/s ≒ 40 km/h

計算：

11.111... × 3.6 = 40 km/h

意味：

混雑していないときの理論最大速度
MATSim の travel time 計算に直接使われる

3.5 `capacity="1000.0"`

リンク容量 [veh/hour]
1時間あたりに流せる車両数の目安

注意：

現実の道路容量の厳密再現ではない
MATSim の渋滞生成モデル用のパラメータ

3.6 `permlanes="1.0"`

車線数
実数なのは MATSim の内部仕様

意味：

容量計算や queue spillback に影響
ただし capacity の方が効くことが多い

3.7 `oneway="1"`

一方通行
1 = true
0 = 双方向（※ 双方向の場合は逆向き link も生成される）

OSM の oneway=yes を反映

3.8 `modes="car"`

このリンクを通行可能な交通手段
今回は --modes car で生成したため car のみ

他の例：

modes="car,bus"
modes="walk,bike"

4. MATSim 的に「効くパラメータ」「効かないパラメータ」

計算に直接効く

length
freespeed
capacity
permlanes
modes

計算に直接は効かない（が超重要）

attribute type（primary / residential など）

5. 全体の理解（重要）

この1本の link は、MATSim 的には：

「from node 1806698497 から to node 1806698523 へ
長さ約160m、自由流40km/h、容量1000veh/h、
車1車線の一方通行道路（住宅・幹線種別あり）」

という 完全に交通工学的な抽象道路です。

OSM の複雑な現実を、

node
directed link
数値パラメータ

に落とし込んだものが MATSim network です。

6. 次に自然な関心点

ここまで理解できたら、次は自然に：

type ごとの freespeed / capacity の妥当性
residential が速すぎないか？
primary が遅すぎないか？
bus を入れたらどう変わるか？

という **「モデルの現実性」**の話に進めます。

次はどこを見ますか？

パラメータ調整？
network の可視化？
bus / pt network の追加？

network.xmlでは、全部、oneway="1"になっていますが、これで正しいのでしょうか？

結論から言います。

はい、現状の oneway="1" が並んでいるのは「異常ではない」が、
そのまま受け入れてよいかは「目的次第」です。

これは MATSim + OSM 変換で 非常によくある・意図された挙動です。
以下、理由と「何が起きているのか」を段階的に説明します。

1. まず重要な前提（誤解しやすい点）

❌ 誤解

OSM の道路は双方向が多い
→ network.xml も oneway="0" が多いはず

✅ 実際

MATSim の network は「有向リンク」が基本
→ 双方向道路でも「片方向リンク × 2本」で表現する

2. MATSim における「oneway」の意味

<link ... oneway="1" />

この oneway="1" は、

「この link オブジェクトは一方向リンクである」

という意味であり、

「この道路が現実世界で一方通行である」

という意味ではありません。

ここが最大の混乱ポイントです。

3. 双方向道路はどう表現されているか

OSM 側（例：residential, oneway 指定なし）

highway=residential
(oneway タグなし = 双方向)

MATSim 側では…

2本の link に分解されます

<link id="203" from="A" to="B" oneway="1" />
<link id="204" from="B" to="A" oneway="1" />

つまり：

視点	意味
現実世界	双方向道路
MATSim network	有向リンク2本
各 link	oneway="1"

👉 だから「全部 oneway=1」に見える

4. では「oneway=0」はいつ出るのか？

MATSim network では、実は：

oneway="0" は ほぼ使われません
双方向性は link の本数で表現します

oneway="0" が出るケースは：

古い network
手書き network
特殊なカスタム実装

OSM → OsmNetworkReader → network.xml
という正統ルートでは、基本的に すべて oneway="1" になります。

5. OSM の `oneway=yes` はどう反映されているか

OSM が一方通行の場合

highway=primary
oneway=yes

MATSim では：

<link from="A" to="B" oneway="1" />

逆向きリンクは作られません

👉 結果として：

双方向道路：link が2本
一方通行道路：link が1本

どちらも oneway="1"

6. 正しいか？という問いへの答え

技術的に正しいか？

✅ 正しい

MATSim の設計通り
OsmNetworkReader の標準挙動
世界中の MATSim network がこうなっている

交通モデルとして正しいか？

✅ 目的次第で正しい

経路探索：問題なし
混雑生成：問題なし
方向制約：正しく表現されている

研究・説明的に誤解を招かないか？

⚠️ 説明は必要

論文・資料では必ずこう書くべきです：

「MATSim network は有向リンクで構成されており、
双方向道路は2本の一方向リンクとして表現されている」

7. 確認したい場合のチェック方法

(1) 同じ node ペアの逆向き link があるか

zgrep 'from="1806698497" to="1806698523"' output_network.xml.gz
zgrep 'from="1806698523" to="1806698497"' output_network.xml.gz

両方あれば → 双方向道路
片方だけ → 一方通行道路

8. まとめ（重要）

oneway="1" が並ぶのは正常
MATSim は 有向リンク前提
双方向性は link の本数で表現
OSM の oneway 情報は 逆向き link の有無に反映
network.xml を見て不安になるのは 誰もが通る道

これはむしろ、

「network.xml をちゃんと読めている証拠」

です。

次に気になるのはたいてい：

「residential が速すぎないか？」
「capacity は現実的か？」
「bus を入れたらどうなるか？」

どれに進みますか？

network.xmlには、modes="car" になっています。エージェントで歩行をさせたい場合はどうすれば良いですか？

結論から言います。

いまの modes="car" の network.xml のままでは、歩行エージェントは動けません。
歩行をさせるには、network 側と設定（plans / config）の両方を整える必要があります。

以下、「何をどう変えるか」を 実務手順として説明します。

1. なぜ歩行できないのか（前提）

いまの network.xml では、各リンクが例えばこうなっています。

<link ... modes="car" />

MATSim の原則は：

エージェントは、自分の legMode が含まれるリンクしか通れない

つまり：

エージェントの mode	link の modes	通れる？
car	car	○
walk	car	✕
walk	walk	○
walk	car,walk	○

👉 歩行をさせるには、link に walk を含める必要がある

2. 方法は大きく3つある（重要）

方法A（最も正統・おすすめ）

network 作成時に `walk` を含める

あなたの Osm2NetworkCli は CLI で --modes を受け取れる構成です。

実行例

java -jar target/matsim-osm2network-1.0.0.jar \
  --osm hirohakama.osm \
  --out output_network.xml.gz \
  --toCRS EPSG:6685 \
  --modes car,walk

すると network.xml は：

<link ... modes="car,walk" />

になります。

✅ 車も歩行も同じ network を共有
✅ 最も MATSim 的
✅ 将来 bike / bus を足しやすい

方法B（歩行専用 network を作る）

--modes walk

歩行だけの network
車と完全に分離

これは：

歩行分析専用
車両流と干渉させたくない場合

に使います。

方法C（後処理で network.xml を書き換える）※非推奨

modes="car" → modes="car,walk"

を一括置換する方法。

❌ 再現性が低い
❌ 論文・研究向きでない
❌ 将来の自分が困る

3. network を直しただけでは「まだ足りない」

ここが重要ポイントです。

3.1 エージェント（plans.xml）側

歩行 leg はこうなっている必要があります。

<leg mode="walk">

3.2 config.xml 側（必須）

(1) `qsim` に walk を許可

<module name="qsim">
  <param name="mainModes" value="car,walk" />
</module>

(2) routing の設定

<module name="planscalcroute">
  <param name="networkModes" value="car,walk" />
</module>

(3) walk の速度（重要）

<module name="planscalcroute.walk">
  <param name="teleportedModeSpeed" value="1.34" />
</module>

※ 1.34 m/s ≒ 4.8 km/h（標準的歩行速度）

4. 歩行を「network 上で歩かせる」か「テレポート」にするか

MATSim では歩行に 2通りあります。

A. network walk（物理的にリンクを歩く）

渋滞・交差点を考慮
車と空間を共有
計算コスト高

👉 研究用途・都市スケール分析向き

B. teleported walk（距離÷速度）

network を使わない
最短距離直線 or 軽量計算
計算コスト低

👉 大量人口・簡易分析向き

今の network を使うなら、あなたは A を選ぶ立場です。

5. 実務的なおすすめ手順（あなた向け）

① network を作り直す（最重要）

--modes car,walk

② config.xml に walk を追加

qsim
planscalcroute
planscalcroute.walk

③ plans.xml に `<leg mode="walk">` を入れる

6. まとめ（要点）

modes="car" の network では歩行不可
network 作成時に walk を含めるのが正道
network / config / plans の3点セットが必要
歩行は MATSim では「特別扱い」されがちなので注意
あなたの network 生成ツールは すでに walk 対応可能

1. <attribute name="type"> とは何か

結論

2. 各 type の意味（OSM 的・交通工学的）

2.1 residential

2.2 tertiary

2.3 primary

2.4 重要なポイント（研究用途的に）

3. <link ...> 各パラメータの意味

3.1 id="203"

3.2 from, to

3.3 length="159.51"

3.4 freespeed="11.11111111111111"

3.5 capacity="1000.0"

3.6 permlanes="1.0"

3.7 oneway="1"

3.8 modes="car"

4. MATSim 的に「効くパラメータ」「効かないパラメータ」

計算に直接効く

計算に直接は効かない（が超重要）

5. 全体の理解（重要）

6. 次に自然な関心点

network.xmlでは、全部、oneway="1"になっていますが、これで正しいのでしょうか？

1. まず重要な前提（誤解しやすい点）

❌ 誤解

✅ 実際

2. MATSim における「oneway」の意味

3. 双方向道路はどう表現されているか

OSM 側（例：residential, oneway 指定なし）

MATSim 側では…

4. では「oneway=0」はいつ出るのか？

5. OSM の oneway=yes はどう反映されているか

OSM が一方通行の場合

6. 正しいか？という問いへの答え

技術的に正しいか？

交通モデルとして正しいか？

研究・説明的に誤解を招かないか？

7. 確認したい場合のチェック方法

(1) 同じ node ペアの逆向き link があるか

8. まとめ（重要）

network.xmlには、modes="car" になっています。エージェントで歩行をさせたい場合はどうすれば良いですか？

1. なぜ歩行できないのか（前提）

2. 方法は大きく3つある（重要）

方法A（最も正統・おすすめ）

network 作成時に walk を含める

実行例

方法B（歩行専用 network を作る）

方法C（後処理で network.xml を書き換える）※非推奨

3. network を直しただけでは「まだ足りない」

3.1 エージェント（plans.xml）側

3.2 config.xml 側（必須）

(1) qsim に walk を許可

4. 歩行を「network 上で歩かせる」か「テレポート」にするか

A. network walk（物理的にリンクを歩く）

B. teleported walk（距離÷速度）

5. 実務的なおすすめ手順（あなた向け）

① network を作り直す（最重要）

② config.xml に walk を追加

③ plans.xml に <leg mode="walk"> を入れる

6. まとめ（要点）

1. `<attribute name="type">` とは何か

2.1 `residential`

2.2 `tertiary`

2.3 `primary`

3. `<link ...>` 各パラメータの意味

3.1 `id="203"`

3.2 `from`, `to`

3.3 `length="159.51"`

3.4 `freespeed="11.11111111111111"`

3.5 `capacity="1000.0"`

3.6 `permlanes="1.0"`

3.7 `oneway="1"`

3.8 `modes="car"`

5. OSM の `oneway=yes` はどう反映されているか

network 作成時に `walk` を含める

(1) `qsim` に walk を許可

③ plans.xml に `<leg mode="walk">` を入れる